研究課題

レーザー・放射光融合による光エネルギー変換機構の解明

「人工光合成」の高効率化の実現に向けて、放射光・レーザー光による精密計測の立場から取り組みます。
我々の社会を持続可能なものとするために、再生可能なエネルギー循環・物質循環を手に入れることが、人類にとって重要な課題です。植物の光合成を人工的に実現する「人工光合成」は、この課題解決へ向けた大いなる挑戦です。 太陽光エネルギーを人工的に化学エネルギーに変換する際のキープレイヤーは光触媒。人工光合成の実用化に向けて、光触媒反応のエネルギー変換効率を向上させることが重要です。
例えば、固体光触媒を用いた水分解反応の光エネルギーの変換効率は、現状では高々1%程度。 この変換効率を実用化レベルの10％程度まで引き上げるためには、光励起後の過渡的な電子状態・物質構造の変化を多面的な測定手法によって調べ上げ、効率向上の阻害要因となっているキャリア再結合のメカニズム、表面・界面に おける反応機構などについて詳細に理解することが必要不可欠です。
本研究課題では、この課題解決へのブレークスルーを図るために、レーザーと放射光の連携による物質構造と電子状態の精密計測プラットフォーム（レーザー・放射光精密計測プラットフォーム）を構築し、光化学、触媒化学、材料科学が相互に連携した研究を推進します。